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铁调素受体-膜铁转运蛋白的研究进展

刘玉洁(综述);耿惠(审校)

【期刊名称】《重庆医学》

【年(卷),期】2016(045)008

【总页数】4页(P1110-1113)

【关键词】铁代谢;膜铁转运蛋白;铁调素

【作者】刘玉洁(综述);耿惠(审校)

【作者单位】青海大学附属医院血液科，西宁810001;青海大学附属医院血液科，

西宁810001

【正文语种】中文

【中图分类】Q26

膜铁转运蛋白(ferroportin，Fpn)是唯一已知的膜铁输出蛋白，并且在不同类型细

胞间铁的转运是必需的。Fpn在机体铁稳态中的重要性已经在人体及动物的研究

中得到验证。铁调素(hepcidin)通过与它的受体Fpn相结合，介导了Fpn的内化

降解作用，来调控十二指肠吸收铁进入血液循环及巨噬细胞循环再利用铁，从而维

持机体的铁稳态。

Fpn首先由Donovan等于2000年采用定位克隆的方法从低血红蛋白贫血的斑马

鱼中分离鉴定出来,随后由Abboud和McKie等分别用不同的方法鉴定了该基因，

并分别命名为金属转运蛋白1(metaltransporterprotein1，MTP1)和铁调节转运

蛋白1(iron-regulatedtransporter1，IREG1)。Fpn在将细胞内铁输出到血液中

发挥必要的作用，它的变化会引起铁的超载或铁的缺乏，因此，Fpn的调节对维

持机体铁稳态非常关键。Fpn的表达可以在多种水平(包括转录、转录后及翻译后)

被调节。本文将就Fpn的结构、分布、功能、表达的调节及其在临床中的应用前

景作一综述。

Fpn的结构至今仍未被明确阐明，然而Fpn被推测是一种含有12个预测的跨膜结

构域的膜结合蛋白，它由571个氨基酸组成，相对分子质量约为62×103，且与

二价金属离子转运体1(DMT1)高度同源。Fpn的氨基酸序列很容易从基因组计划

中检索出来，其N端是溶于胞质中的，然而其C端的定位是尚不明确的[1]。Yeh

等[2]研究发现抗原决定簇的存在可能会影响Fpn的结构。多年来，学者们对Fpn

是作为单体发挥功能还是以一种低聚体的形式发挥作用的问题做了很多研究，但仍

然存在争议，且没有得出确切的结论[3]。

目前，斑马鱼、非洲爪蟾、小鼠、大鼠和人的Fpn的cDNA已被克隆，小鼠、大

鼠和人的Fpn序列同源性大于90%。人的Fpn相应的Fpn1(SLC40A1)基因定位

于2号染色体上，长度为20kb，且含有8个外显子。其mRNA的5′末端非翻译

区含有一个典型的铁反应元件(IRE)，且能够与铁调节蛋白(IRP)相结合[4]。

Fpn高表达于脾脏巨噬细胞、十二指肠上皮细胞及肝脏细胞，从而能够使巨噬细

胞从衰老的红细胞中重新利用铁，使十二指肠上皮细胞从饮食中吸收铁，使肝脏细

胞储存铁。Fpn在肾小球细胞、近端小管细胞、肺及支气管上皮细胞、胎盘合体

滋养层细胞、心肌细胞、脑细胞等也有表达。Xu等[5]研究证明Fpn在人的成骨

细胞也有表达。

Fpn在上述细胞中的表达说明它在铁转运中发挥重要作用。Fpn1基因的缺失或突

变会引起多种铁紊乱性疾病，例如铁超载疾病(主要是遗传性血色素沉着病及β珠

蛋白缺乏性贫血)及缺铁性贫血(与感染、炎性疾病及某些恶性肿瘤相关的贫血，慢

性肾病性贫血，难治性贫血)。近来，Mao等[6]研究发现小鼠Fpn1基因的缺失或

突变能够引起包括神经管闭合延迟在内的严重的发育畸形。这些都强调了Fpn的

调节对维持机体铁稳态是非常关键的。此外，尽管Fpn对锌、铜等其他金属离子

也有转运作用，但是亲和力较低。

研究表明，至少有3种调节机制来调节Fpn的水平：转录调节、翻译控制及蛋白

水平调节。

铁调素的水平受多种因素调节，缺氧及红细胞生成增加能使铁调素的水平下降，慢

性炎症(比如关节炎或肿瘤相关的炎症)及机体铁含量的增加能使铁调素的水平升高。

慢性炎症引起的铁调素水平升高使得铁吸收减少，从而导致铁限制性的红细胞生成，

这就是所谓的慢性炎症性贫血。

已经有很多研究描述了巨噬细胞及其他多种人工培养的细胞中铁调素介导的Fpn

内化的发生机制。Auriac等[15]发表了一个有挑战性的Fpn内化作用的发生机制。

他们利用初级培养的